JPS6162521A - 電導性高分子の製造方法 - Google Patents

電導性高分子の製造方法

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JPS6162521A
JPS6162521A JP18287684A JP18287684A JPS6162521A JP S6162521 A JPS6162521 A JP S6162521A JP 18287684 A JP18287684 A JP 18287684A JP 18287684 A JP18287684 A JP 18287684A JP S6162521 A JPS6162521 A JP S6162521A
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polymer
conductive polymer
dopant
producing
electrolytic polymerization
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Yoshitsugu Isamoto
勇元 喜次
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  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高分子よシなる電導体の製造法に関する。特に
電極、1!L池1表示素子及び各種センサー材料として
利用される化学的に安定性の高い電導性の優れた高分子
の製造法に関する。
従来技術 有機高分子化合物は一般に絶縁体であるが、最近ある種
の不純物(以下ドーパントと言う)を添加することによ
シ、半導体あるいは電導体にすることは知られている。
これらの高分子はドーパントの選択によりP型あるいは
N型の半導体として各種の半導体と組合せて電子材料、
電池などへの応用の可能性が検討されている。
これらの高分子の代表として、ポリアセチレンが最も活
発に検討されている。しかしながら、ポリアセチレンは
空気中での安定性に欠けるために実用上での応用が困難
である。
ところが、ポリチオフェン、ポリピローkfxEの複素
5員環を繰返し単位とする重合体が高い電導性と空気中
での安定性がよいことで注目されるようになった。
従来、ポリチオフェンはニッケル触媒の存在下で、2.
5−ジブロモチオフェンを原料とし、グリニアール法に
よシ合成されていた( J、 POlym。
Sci、、 Polym、 Lett、 Ed、、  
18巻第9頁(198033゜しかし、得られた重合体
は粉末状であシ、加工性に欠ける欠点があった。ところ
がピロールを、テトラエチルアンモニウムテトラフルオ
ロボーレイトのような支持電解質の存在下で電解重合法
で重合することにより、高い電導性を持ち空気中で安定
なポリピロールのフィルムを製造する方法が託発された
( J、Chem、 Soc、 Chem、 Comm
um、 1979年、第854頁]。
また、同様に電解重合法によってチオフェンを重合して
空気中で安定な電導性ポリチオフェンを製造することが
開発された( J、 ElectroanalCham
、 135巻第173頁(1982) )。
これらの電解重合法はグリニアール法などの化学的重合
法に比べ、応用面に有利な重合体フィルムが容易に得ら
れる点で優れた方法である。
しかし”ながら、電解重合法によるポリチオフェン、ポ
リピロールの生成の電流効率は約40%程度と低いこと
、また、これらの重合位置が2位、5位ばかりでなく、
3位あるいは4位も重合に関与し、構造的に乱れが存在
し、結晶性が低いという問題点があった。
発明の目的 本発明は従来の電導性高分子の製造法における問題点を
解消すべくなされたもので、その目的は電解重合法によ
り電流効率が高く、かつ単量体が規則正しく結合した電
導性の優れた電導性重合体の製造法を提供するにある。
発明の構成 本発明者は前記目的を達成すぺ〈研究の結果、出発原料
として、チオフェンオリゴマーを使用L、電解重合法に
よって重合させる之、電流効率が高く、得られる重合体
は2位、5位のみの規則正しく結合した結晶性の高い重
合体が容易に博られること、及びこの重合体にアクセプ
ター性あるいはドナー性ドーパントを化学的にドープす
ると高電導性の高分子が製造し得られることを究明した
この知見に基いて本発明を完成した。
本発明の要旨は、チオフェンオリゴマーを電解重合法で
重合させた重合体に、アクセプター性あるいはドナー性
ドーパントを化学的にドープすることを特徴とする電導
性高分子の製造方法にある。
この基本的な製造法を詳述すると、チオフェンオリゴマ
ーを支持電解質と共に、溶媒に溶解もしくけ分散させ、
定電圧あるいは定電流にて電気化学的に重合させる。
チオフェンオリゴマーとしては、例えばα−ターチェニ
ル、α−クォーターチエニル、α−クウインクチェニル
、α−セクシチェニル、 2.2’ −ジチェニルージ
アセチレン及び2.2′−ジチェニルーN−R−ビロー
ル(Rは水素、脂肪族基、脂環式基または芳香族基を表
わす。)が挙げられる。
支持電解質としては、一般式AB  で示される塩が使
用される。式中、A+はH+、アルカリ金属イオン、ア
ルカリ土類金属イオン、 R2H” 、 R4F”。
NO+、NO+2などの陽イオンを表わす。なお、前記
式中のRは水素原子脂肪族、脂環式もしくは芳香族基を
表わす。) Bはcto″″、 BF; 、 PF; 、 SbF″
: 、 sbc!;、 AsF; +8o4. H8O
; 、 ay、so; I CH,Coo″″、 C6
1(5So″S 。
トシレートなどの陰イオンを表わす。
支持電解質は溶媒11当り 0.01〜10モル濃度で
使用し、チオ7エンオリゴマーは溶媒11当50.00
1〜10モル濃度で使用する。
溶媒としては、チオフェンオリゴマー、支持電解質を溶
解あるいは分散させうるものが好ましい。
例エバ、エタノール、メタノール、テトラヒドロフラン
、1.4−ジオキサン、アセトン、アセトニトリル、フ
ロピオニトリル、ベンゾニトリル。
ピリジン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド。
ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホルトリアミ
ド、N−メチル−2−ビクリドン、ジメチルスルホキシ
ド、スルホラン、1.2−ジpaaエタン、プロピレン
カーボネートの単独またはこれらの混合溶媒が使用され
る。
電解重合反応は、一般には窒素、アルゴンなどの不活性
雰囲気下で行うことが好ましい。その反応温度は電解液
の凝固温度を下回らないか、その沸点温度未満であれば
いずれの温度でも差支えなt   い。一般には一10
〜50℃である。
反応時間は1分〜20時間、好ましくは10分〜60分
である。電圧は0.1〜25v、好ましくは1〜15v
で、電流密度は0.05〜50mVCWI2、電極とし
ては、白金、金、クロム、銅、ニッケルなどの板あるい
けメツシュ状の電極、あるいはスズ、インジウム酸化物
を薄膜状にコートしたガラス電極(ITO)などが使用
し得られる。これらは、その上に薄膜状の重合体を析出
させる場合は、表面が平滑であることが好ましい0 重合体は使用する支持電解質、溶媒の種類によシフイル
ム状のほか、パウダー状、ゲル状として得られることが
ある。
従って、その条件を変えることによって重合体の物性あ
るいは形態を任意に制御することができる。
例えば、+ N−メチル−2−ピロリドン、ニトロペ/
ゼン、ベンゾニトリルの溶媒を用いた場合はフィルム状
重合体が得られる。また、アセトニトリル、ニトロメタ
/、テトラヒドロフランの溶媒1を用いた場合はパウダ
ー状の重合体が得られる。
支持電解質としてH,So4を用いた場合は、溶媒はい
ずれの場合でもゲル状の重合体が得られる。
重合体の生成効率は70%以上であシ、従来法における
約40%に比べると著しく高い。
従来の電解重合法によって得られたポリピロール、゛ポ
リチオフェンはこれに化学的にドーパントをドーピング
することは困難である。これに対し、本発明の前記方法
によって得られた重合体はドーパントを容易に化学的に
ドーピングすることができる。
本発明の方法で得られた重合体は電解重合時に、既に一
部ドーピングされており、電導性であるが、さらにアク
セプター性あるいはドナー性ドーパントを化学的にドー
ピングすることにより、著しく電導性を向上し得られる
優れた効果を有する。
アクセプター性のドーパントとしては、例えばH30、
So  、 I  、 HF 、 YeCl  + 工
01 、 Br2+C12+ HNO3+ HCt 、
 SbF5+ No BF4カ挙げられる。
またドナー性のドーパントとしては、例えばLi 、 
Na 、 K 、 Rb及びOsから選ばれたものであ
り、これらアルカリ金属を亘接または合金とじたものか
、あるいはリチウムナフタレン、ナトリウムナフタレ/
、カリウムナフタレン、リチウムビフェニル、ナトリウ
ムビフェニル、カリウムビフェニル、リチウムアントラ
セン、ナトリウムアントラセン、カリウムアントラセン
のような有機化合物塩としたものが挙げられた。
ドーピング法としては、ドーパントが気体の場合は、減
圧下、重合体をドーパントの蒸気に曝露して行なう。ド
ーパントが固体の場合は、ドーパントを溶解し得る溶媒
を用い、ドーパントを溶解せしめ、これに重合体を浸漬
して行い、またドーパントが液体の場合も、浸漬するこ
とによシト−ピング金行うことができる。
実施例゛ 実施例1゜ 不活性ガス置換したガラス製容器に、α−ターチェニル
0.10 f (0,01モル濃度)、テトラブチルア
ンモニウムパークロレイト1.1 ? (0,1モル濃
度)、N−メチル−2−ピロリドン30dを入れ、攪拌
溶解させた。これに溶存酸素を除去するためにアルゴン
ガスを15分間吹込んだ。
陰極に白金電極、陽極にITO電極を用い、1mAZ−
2、の定電流により30分間電解した。陽極に金属光沢
を有する約10μの膜厚のフィルム状重合体が生成した
。得られたフィルムを電極から剥Pin、N−メチル−
2−ピロリドンで十分洗浄した後、さらにメタールで洗
浄し、24時間30°Cで真空乾燥した。電流効率は7
0%で、結晶化度は10%であった。重合体のIRスペ
クトルには、2.5−ジ置換のチオフェン環特有の吸収
が690 、790Cm−’に見られ、2,5位で規則
正しく結合した重合体であることが確認された。
一方従来法のグリニヤール法及び電気化学的法で重合し
たポリチオフェンは、いずれも2,5位ばかりでなく3
,4位での結合に基く吸収もみられた。
フィルム状重合体に銀ペーストを用いて4端子電極を付
与し、定電流電源及びディジタルボルトメータを用いて
電導度を測定した。その結果を第1表に示す。
電導度を測定後、これを減圧に引いたドーピング反応容
器にセットし、H2SO4蒸気を反応容器に導入し、電
導度の変化を測定した。H2SO4蒸気の導入と共に電
導度は増大し、約24時間後はぼ一定となった。その結
果を第1表に示す。
第   1   表 [導度(Scm) 電解重合時   ドーピング後 フィルム  1.Ox 10−88.5 x 10−2
パウダー  1.2 X 10−27.0ゲ    ル
    2.OX  10−211なお、パウダー、ゲ
ル状の重合体を作り、H2SO4の化学的P−ピングし
たものを併記した。
また、この重合体フィルムを空気中6ケ月間放置しても
、その電気的および化学的性質は全く変化がなかった。
実施例2゜ 実施例1と同様にして、α−ターチェニルを原料として
、フィルム状、パウダー状及びゲル状重合体を製造した
。その重合体を工、でドーピングし、電導度を測定した
。電導度はドーピング開始後、約2時間で一定値に達し
た。その結果を第2表に示す。
第  2  表 ドーピング後の電導度(Sew  ) フィルム   3.OX 10−2 パウダー   ?、9 X 10−2 ゲ    ル        0.45実施例3゜ 実施例1と同様にして、α−ターチェニルを原料として
フィルム状、パウダー状及びゲル状の重合体を製造した
。この重合体をガラス製ドーピング反応容器内でナトリ
ウムナフタレンのテトラヒドロフラン溶液中に24時間
浸漬した。得られたものをテトラヒドロフランで洗浄し
真空乾燥して電導度を測定した。その結果を第3表に示
す。
第  3  表 ドーピング後の電導度(SCrn) フィルム    8.5 X 10−2パウダー   
 9.2 X 10−2ゲ    ル        
  0.60実施例4.〜8゜ 実施例1ど同様にして、α−クォーターチエニル、α−
クウインクチェニル、α−セクシチェニル、2.2’−
ジチェニルジアセチレン、2.2’−ジチェニルーピロ
ールを原料として重合体を製造した。
この重合体を実施例1及び3と同様な操作でH2SO4
及び゛ナトリウムナフタレンのドーピングを行った。
得られた重合体の電導度を測定した結果を第4表に示す
第   4  9 電導度(Scm) α−クォーターチエニル   3.7     0.1
8α−クラインクチェニル    2.5    8.
4X10−2α−セクシチェニル    1.0   
9.3X10−22.2′−ジチェニルジアセチレン 
 0.13    6.8 X 10−22.2′−ジ
チェニルピロール  9.8    9.OX 10−
2発明の効果 本発明の方法によると、従来の高分子電導体の製造法の
欠点を改善し、特に従来の電解重合法に比べて、電流効
率が高く、かつ単量体が規則正しく結合し、結晶性の高
いものを容易に製造することができる。
つじかも、電解重合条件の制御により、生成する重合体
の形態をフィルム状、パウダー状及びゲル状の任意のも
のとなし得、かつ、得られる重合体は空気中でも安定で
、しかも優れだ電導度を有するものである等の優れた効
果を有する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)チオフェンオリゴマーを電解重合法で重合させた重
    合体に、アクセプター性あるいはドナー性ドーパントを
    化学的にドープすることを特徴とする電導性高分子の製
    造方法。 2)チオフェンオリゴマーがα−ターチエニル、α−ク
    ォーターチエニル、α−クウインクチエニル、α−セク
    シチエニル、2,2′−ジチエニル−ジアセチレン及び
    2,2′−ジチエニル−N−R−ピロール(Rは水素、
    脂肪族基、脂環式基または芳香族基を表わす。)から選
    ばれたものである特許請求の範囲第1項記載の電導性高
    分子の製造方法。 3)アクセプター性のドーパントが、H_2SO_4、
    SO_3、I_2、HF、FeCl_3、ICl、Br
    _2、Cl_2、HNO_3、HCl、SbF_5及び
    NO^+BF^−_4から選ばれたものである特許請求
    の範囲第1項記載の電導性高分子の製造方法。 4)ドナー性のドーパントが、Li、Na、K、Rb及
    びCsから選ばれたものであり、これらアルカリ金属を
    直接または合金としたものか、あるいはリチウムナフタ
    レン、ナトリウムナフタレン、カリウムナフタレン、リ
    チウムビフェニル、ナトリウムビフェニル、カリウムビ
    フェニル、リチウムアントラセン、ナトリウムアントラ
    セン、カリウムアントラセンのような有機化合物塩とし
    たものである特許請求の範囲第1項記載の電導性高分子
    の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62236822A (ja) * 1986-04-07 1987-10-16 Mitsui Toatsu Chem Inc 導電性組成物
JP2010189644A (ja) * 2003-09-25 2010-09-02 Showa Denko Kk π共役系共重合体、その製造方法及びその共重合体を用いたコンデンサ

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5647421A (en) * 1979-09-28 1981-04-30 Tokyo Inst Of Technol Linear poly 2,5-thienylene polymer, its preparation, and semiconductor comprising it
JPS58187432A (ja) * 1982-04-26 1983-11-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd 導電性ないし半導電性重合体組成物の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5647421A (en) * 1979-09-28 1981-04-30 Tokyo Inst Of Technol Linear poly 2,5-thienylene polymer, its preparation, and semiconductor comprising it
JPS58187432A (ja) * 1982-04-26 1983-11-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd 導電性ないし半導電性重合体組成物の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62236822A (ja) * 1986-04-07 1987-10-16 Mitsui Toatsu Chem Inc 導電性組成物
JP2010189644A (ja) * 2003-09-25 2010-09-02 Showa Denko Kk π共役系共重合体、その製造方法及びその共重合体を用いたコンデンサ

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